[發明專利]一種新型硅基高溫高酸緩蝕劑的制備及應用

在審

• 申請號: 202310353329.5
• 申請日: 2023-04-04
• 公開（公告）號: CN116377439A
• 公開（公告）日: 2023-07-04
• 發明（設計）人: 解正峰;苗竣茗
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: C23F11/10
• 分類號: C23F11/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種新型硅基高溫高酸緩蝕劑的制備及應用，屬于新型材料技術領域。所述緩蝕劑本發明首先以硅烷偶聯劑在水中攪拌40min獲得前驅體A，隨后向前驅體A中加入維生素C?0.1％?1％得到中間產物B，最后以B和醛、芳香酮，以甲醇、水等極性溶劑作為反應體系，進行曼尼希反應制得納米硅緩蝕劑。與傳統的緩蝕劑不同的是通過上述方法制備得到的納米緩蝕劑其緩蝕效率隨溫度的升高而上升。該緩蝕劑利用各原料之間的高效協同作用對金屬具有優異的緩蝕作用。在高溫高酸環境下金屬表面的疏水性得到了極大的提高，腐蝕后表面平整，無點蝕痕跡金屬表面形態良好。而且，本發明實施例提供的緩蝕劑避免了使用傳統緩蝕劑的有毒成分，不會對環境造成污染。

技術領域

本發明屬于硅基材料和油田緩蝕技術領域，具體涉及一種新型硅基高溫高酸緩蝕劑的制備及應用

背景技術

由于現階段油田開采已處于高溫高壓高酸的環境，金屬腐蝕已成為一直制約油田開采效率的問題。金屬管材的腐蝕不僅造成了很大的經濟成本也帶來了極大的安全隱患。油田金屬管道及相關容器的使用過程中，不可避免地受到多方面因素影響，造成管道腐蝕和容器腐蝕問題，威脅管道和容器的使用安全。隨著金屬管道腐蝕程度越來越嚴重，就可能發生管道的破損、泄露等安全事故，對周邊的環境產生污染，同時情節嚴重的話可能發生爆炸等現象，時刻威脅的人們的生命安全和財產安全。因此，減緩金屬管材的腐蝕對油田開采具有重要意義。

目前，減緩金屬腐蝕的方法主要有涂層法、陰極保護法、緩蝕劑法等。然而在油井開采的過程中，緩蝕劑法由于其成本低廉、易于操作、高效多樣、可重復利用，并在處理中可與多種技術復配結合等多種優點，得到了廣泛的應用。常用的腐蝕劑種類為有機胺類、磷酸鹽等，但這些材料存在對環境污染嚴重的弊端。因此，尋找一種污染小、緩蝕效率高的緩蝕劑是研究的當務之急。

在過去的幾十年里，盡管使用有機緩蝕劑是所有防腐方法中最有效、最經濟的方法，但由于人們越來越意識到有機緩蝕劑對環境影響的負面影響。因此，低毒性的替代品，以取代傳統的對環境有很大危害的緩蝕劑。鑒于硅化合物的可降解性，硅基化合物有作為低毒性緩蝕劑的潛力。而硅基化合物中的吸附基團，例如氫鍵、N、O等吸附位點能夠與金屬表面形成良好的吸附，為硅基化合物具有良好緩蝕效果奠定了基礎。同時硅原子所攜鏈烷基基團具有良好的疏水性，可以阻隔酸液與金屬表面的接觸，通過調節硅原子所攜鏈烷基的長度，可以改變對金屬的保護效果。

綜上所述，本發明首先以硅烷偶聯劑在水中攪拌40min獲得前驅體A，隨后向前驅體A中加入維生素C?0.1％-1％得到中間產物B，最后以B和醛、芳香酮，以甲醇、水等極性溶劑作為反應體系，進行曼尼希反應制得納米硅基緩蝕劑。本發明制備的納米硅緩蝕劑可以調控烷基鏈種類以及長度，既具備了大量的吸附活性位點，又具備了納米材料的高表面活性的優點。更重要的是具備了生物相容性與生物降解性。使其在使用的過程中具有了良好的環境保護性能并且在金屬表面具有強吸附力可以在金屬表面形成良好的保護膜隔開腐蝕介質與金屬，在緩蝕性能上更加優良。

發明內容

技術說明：為解決現有技術的缺點和不足，針對目前油田防腐的要求，本發明的目的是對環境危害小的同時可以滿足防腐要求的硅基緩蝕劑的制備方法。以硅烷偶聯劑、酮類化合物和醛類化合物為原料，反應制備出新型硅基高溫高酸緩蝕劑。在吸附過程中，緩蝕劑分子利用孤對電子與金屬原子空軌道成鍵、靜電力作用等方式吸附在金屬表面，在金屬表面形成疏水膜，阻隔酸液與金屬表面的接觸，減緩金屬的腐蝕。

技術方案：根據發明，一種新型硅基高溫高酸緩蝕劑的制備及應用包括以下步驟：

A、在40℃水浴中攪拌，將硅烷偶聯劑與溶劑按照體積比1：4進行混合攪拌，在30-50℃的溫度區間進行反應，反應時間控制在30-60min，獲得前驅體A。

B、按照體積比為1：1.25，向前軀體A中加入0.1M維生素C溶液，60～80℃下攪拌1～3h得到中間體B。